Fotónica
Aplicada a la Informática (FAI)
Tema 6: Emisores de
luz: láseres y LEDs
LÁSER
= Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation
PROYECTO DOCENTE
Objetivos
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Conocer los procesos de
absorción, emisión espontánea y estimulada de fotones en átomos.
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Entender el
funcionamiento de un láser, y conocer su estructura básica.
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Conocer los diferentes
tipos de láser, y algunas de sus aplicaciones.
Contenidos
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Introducción.
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Absorción y emisión de luz.
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Absorción.
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Emisión espontánea.
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Emisión estimulada.
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Amplificación e inversión de
población.
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Métodos para producir la inversión.
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La cavidad láser.
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Tipos de láser.
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Aplicaciones.
Desarrollo
Tras una breve introducción
donde se recalca la importancia que ha adquirido el láser en
los últimos años, se comienza el tema describiendo los
procesos de absorción, emisión (espontánea y
estimulada) de fotones en átomos. Se comenta la necesidad de
la inversión de población para obtener un número
elevado de átomos excitados, y conseguir así la emisión
estimulada de un número de fotones suficientemente
significativo para producir el haz láser. Se describe
diferentes métodos para conseguir la inversión de
población, relacionándolo con los diferentes tipos de
láser.
Se describe la cavidad láser, y
las diferentes partes que la componen: el medio activo, el medio
energizante, las ventanas de Brewster y los espejos. Se describe las
características fundamentales del haz láser: coherencia
temporal y espacial.
Se comenta los principales tipos de
láser, y sus aplicaciones.
Láser de rubí (Maiman, 1960): Consistió
en
un cristal de rubíes rodeado por un tubo de destello helicoidal
incluido dentro de una cavidad cilíndrica de aluminio pulida, se
refrescó por el aire a presión.


La cavidad Láser:

Láser de Helio-Neon: El
láser de helio-neón fue el primer láser de gas que
se construyó. Los centros activos de este láser son los
átomos de neón, pero la excitación de éstos
se realiza a través de los átomos de helio. Una mezcla
típica de He-Ne para estos láseres contiene siete partes
de helio por una parte de neón.

Láser de CO2
: El láser de bióxido de carbono CO2 es el
ejemplo más importante de los láseres moleculares. El
medio activo en este láser es una mezcla de bióxido de
carbono (CO2), nitrógeno (N2) y helio
(He), aunque las transiciones láser se llevan a cabo en los
niveles energéticos del CO2.

Láser de semiconductores:
Los láseres de semiconductores son los láseres más
eficientes, baratos y pequeños que es posible obtener en la
actualidad. Desde su invención en 1962 se han mantenido como
líderes en muchas aplicaciones
científico-tecnológicas y su continua producción
masiva nos da un inicio de que esta situación se
prolongará por mucho tiempo.
